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중파장 자외선, 활성산소종과 스트레스와의 관계는 불가분의 동반자 혹은 느슨한 제휴자?

전문가 제언
○ 식물의 발육에 부정적 영향을 미치는 심한 스트레스(distress)는 파괴적 스트레스라고 부른다. 환경조건이 식물에 너무 부적합하면 파괴적 스트레스가 일어난다. 영구위조점 이하로 수분이 심하게 부족하면 한 세포의 손상을 일으켜 식물생장을 억제한다. 고농도 중파장 자외선(UV-B)은 식물에 심한 스트레스를 일으키고, 식물은 높은 수준의 활성산소종(ROS)을 생산한다. 활성산소종에 의하여 조정되는 신호는 UV-B 스트레스가 심한 조건에서만 국한되어 나타난다. 이와 같이 UV-B 노출, 활성산소종, 스트레스는 밀접한 관계가 있다. 또한 식물이 불량한 환경조건에서 동시에 UV-B에 노출되면 심한 스트레스가 일어날 수 있다.

○ 대조적으로 활성적이며 촉진적인 스트레스(eustress)는 식물발육에 긍정적 요소로 작용하며, 건설적 스트레스라고 부른다. 식물이 가벼운 스트레스에 놓이면 대사 작용이 적응되어 식물은 새로운 환경에 순화한다. 낮의 수준으로 장기간에 걸쳐 노출된 UV 조건에서는 심한 스트레스는 드물다. 생태적으로 관계가 있는 저농도의 UV-B는 건설적 스트레스를 유발하며, 부적합 조건인 경우, 식물을 항산화 방어와 관련된 유전자 활성화를 포함한 ‘낮은 경보’ 상태로 있도록 하여 항산화를 방어한다.

○ UV-B 노출에 의하여 SOD, catalase, glutathione reductase, glutathione peroxidase 활성은 높아졌다. UV-B는 pyridoxine생합성 효소 PDX1 생산을 유도하여 애기장대에서 항산화제 pyridoxine의 수준이 증가되었다. 낮은 UV-B 조건에서는 잠재적 산화압이 발생하기 전에 UV-B특이 감지와 UVR8, COP1, HY5관련 신호경로가 주된 조절경로를 이루어 항산화 방어를 활성화한다.

○ 앞으로 밝혀져야 할 과제는 건설적 스트레스 혹은 심한 스트레스가 일어나는 곳에서 환경적 조건과 생리적 순화상태 간의 정확한 연관 관계연구가 필요가 하며, 활성산소 특이 신호경로와 UV-B 광수용체조정 반응과 같은 자극 특이 시스템과 식물의 평형 유지 관계를 연구하여 여러 환경조건에 식물이 순화하는 능력을 이해할 필요가 있다.
저자
E. Hideg, M.A.K. Jansen, and A. Strid
자료유형
학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
바이오
연도
2013
권(호)
18(2)
잡지명
Trends in Plant Science
과학기술
표준분류
바이오
페이지
107~115
분석자
변*영
분석물
담당부서 담당자 연락처
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